半导体激光束准直技术

本文根据半导体激光束的像散椭圆高斯光束特性,设计实用的半导体激光束准直系统的光学结构,并给出其参数计算的正确公式,修正了文献[5～8]中相应的公式．     

半导体激光束的校正像散变换

本文以重新定义的高斯光束菲涅耳数及其变换规律为基础，推导出正确的半导体激光束的校正像散变换公式，修正了文献＾［１－３］中的表达式。     

半导体激光束的准直技术

利用新颖的光纤技术,使半导体激光束发散角大(垂直方向发散角为40°、水平方向为10°)得到了很大改善;其成本低、简单可靠,可以达到发散角小于0.05°的水平。     

大功率半导体激光器二元光学消像散准直器件设计

半导体激光器发出的光束具有较大的发散角且存在像散,严重影响了其应用。基于对半导体激光器远场分布的准确了解,提出了一种二元光学消像散准直器件的设计方法,并给出了详细的设计原理及过程。依据已知光束等相位面的具体分布（光束的像散因子也包含在其中）,可得到二元光学器件的相位分布,使光束经过此二元光学器件后,等相位面成为平面,达到了准直、消像散的目的。此方法简单、直观,具有很高的准确性和可行性。所得二元光学器件表面具有多位相的浮雕结构。     

半导体激光束整形器的设计与分析

随着加工技术的不断发展，特殊曲面的光学加工已成为可能，它可以采用由特殊曲面构成的光束整形器来实现任意波面的变换，本文根据能量平衡和光程相等的原理，导出一组平行入射光束的整形器面形设计公式。根据这组方式，设计了用于准直与均匀半导体激光束的整形器，通过计算机模拟，给出了光束整形结果，并具体分析了整形器厚度和折射率对整形光束性能的影响。     

校正半导体激光束像散的波像差方法

利用波像差方法研究半导体激光束的传输变换特性,推导出用于校正半导体激光束像散的柱面透镜的正确设计公式。     

半导体激光的准直系统设计

本文简单介绍了半导体激光的光学特性;主要阐述了轴向尺寸受限半导体激光准直系统的设计方法和椭圆光束的整圆方法。     

半导体激光器光束的准直

本文从高斯光束出发对半导体激光器的既简单又经济实用的准直法－－单透镜准直法进行了理论分析和实验。实验结果与理论计算基本相符，表明只要采用一个相对孔径Ｄ／ｆ较大的透镜，并置其对半导体激光器有合适位置，则可以得到令人满意的准直效果。     

半导体激光器的二元光学消像散准直器件

基于衍射理论，为半导体激光器设计并研制了一种二元光学消像散准直器件。器件表面是具有多位相的浮结构，可以在ｘ、ｙ方向产生不同的焦距，并校正４０－５９μｍ的像散。     

自聚焦光纤对半导体激光束的准直研究

介绍了一种新颖的利用自聚焦光纤对半导体激光束的准直技术。该方法结构简单、调整方便。实验研究表明其可使大发散角的半导体激光束压缩到0.01º的数量级,适合作半导体激光器的准直元件而运用于精密测试领域。     

衍射光学半导体激光器线阵消像散准直器系统误差分析

分析了衍射光学半导体激光器线阵消像散准直器误差的来源 ,推导了相应的计算公式 ,并对设计制作的准直器进行了误差计算与分析 ,指出减小误差的措施。     

宽激光束的准直及其准直度的测量方法

本文提出两种快速获得宽准直激光束并确定其准直度的简便方法，即基于薄膜干涉原理的平行平晶法和基于Ｔａｌｂｏｔ自成象原理的莫尔条纹法。给出了两种情况下表征准直度的光束发散角或会聚角的测量公式，并讨论了其测量灵敏度。     

基于双焦距微透镜的半导体激光束准直的研究

针对半导体激光器光束的准直,从分析光束本征像散的角度出发,给出利用单个双焦距微透镜准直LD光束的方法;理论分析和ZEMAX模拟表明在快慢轴两个方向均为双曲面轮廓的双圆锥曲面透镜能实现对光束快慢轴的同时准直;利用光刻胶热熔融法制作了具有双焦距的椭圆形微透镜,并进行了半导体激光器光束的准直实验,测量光束准直前后的发散角,结果表明双焦距微透镜可以实现准直。     

一种半导体激光束聚焦和整形的光学装置

提出一种用全对称光学系统校正半导体激光固有像散，并用双胶合棱镜实现光束整形的新办法。该方法具有制造和装配简便等特点。给出了一种实用的设计方案和获得了高质量的聚焦、整形光束。文中还讨论了准直镜与双胶合棱镜的设计方法。     

准直激光束水下光斑的变化规律研究

从光在介质中传输的物理过程出发 ,获得了准直激光束的水下光斑随深度变化的解析表达式 ,可以较好地解释不同水质、不同深度条件下光斑的变化规律     

大功率半导体激光束非球面准直系统的优化设计

为实现空间激光束的远距离传输,利用矢量折射定理研究了大功率半导体激光器发散光束经非球面、非轴对称准直系统的光传输特性。对空间光线传输得出了矩阵传递公式,并针对大功率线源半导体激光器的发散光束进行了高精度的准直优化设计。为实现对激光束的进一步准直,利用光学设计软件CODE-V设计了卡塞格伦光学天线。利用两点法对发散角进行了实验测试,结果表明优化设计的准直系统发散角为1.924 mrad,经光学天线进一步准直后的发散角为96.2μrad。本空间光线追迹方法对复杂光学系统的精确计算具有一定参考意义,所设计的大功率线源激光束准直系统能广泛应用于远距离激光通信系统中。     

阵列半导体激光器光束准直设计

根据变折射率介质对光束自动聚焦特点,并利用光线微分方程,设计了阵列变折射率介质棒准直阵列半导体激光束,计算机仿真表明,该准直系统能达到较为理想的准直效果,其准直结果可达3mrad～4mrad。     

脉冲式半导体激光器准直光学系统的设计

根据具体的探测环境和探测精度,通过理论分析,提出了脉冲式半导体激光器准直光束的单透镜设计方法和柱面透镜的设计方法,并且给出了具体的设计参数。可以获得高斯光束的准直发散角为1.48mrad;高斯光束的腰粗为0.325mm。     

基于ZEMAX的半导体激光器非球面准直透镜设计

为了解决半导体激光器出射光束发散角大的问题,根据几何光学原理,分别针对半导体激光器弧矢和子午方向的不同发散角度建立数学模型,设计出了在两个相互垂直的方向上具有不同非球面面型的非球面透镜,并在ZEMAX光学设计软件中进行了仿真。经非球面准直透镜准直之后,半导体激光器快慢轴方向的发散角分别从35°和7.5°压缩到了1.8 mrad和0.84 mrad,在距离光源10 m处接收面上的总光功率为0.497 W,光能利用率高达99.4%。结果表明,在相互垂直的方向上具有不同面型的非球面准直透镜对半导体激光器的准直具有良好的效果。